pending PID tuning; now car moves in S shape
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parent
05b5872a6c
commit
e8f8d31b85
|
@ -34,7 +34,6 @@
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||||||
* @param distance_cm Distance travelled in cm
|
* @param distance_cm Distance travelled in cm
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||||||
*/
|
*/
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||||||
typedef struct {
|
typedef struct {
|
||||||
float target_cms;
|
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||||||
float current_cms;
|
float current_cms;
|
||||||
float distance_cm;
|
float distance_cm;
|
||||||
} motor_speed_t;
|
} motor_speed_t;
|
||||||
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@ -19,12 +19,28 @@
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||||||
void
|
void
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||||||
set_wheel_direction(uint32_t direction)
|
set_wheel_direction(uint32_t direction)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
static const uint32_t mask = DIRECTION_LEFT_FORWARD |
|
static const uint32_t mask
|
||||||
DIRECTION_LEFT_BACKWARD |
|
= DIRECTION_LEFT_FORWARD | DIRECTION_LEFT_BACKWARD
|
||||||
DIRECTION_RIGHT_FORWARD |
|
| DIRECTION_RIGHT_FORWARD | DIRECTION_RIGHT_BACKWARD;
|
||||||
DIRECTION_RIGHT_BACKWARD;
|
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||||||
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||||||
gpio_put_masked(mask, 0U);
|
gpio_put_masked(mask, 0U);
|
||||||
gpio_set_mask(direction);
|
gpio_set_mask(direction);
|
||||||
}
|
}
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||||||
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||||||
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/*!
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||||||
|
* @brief Set the speed of the wheels
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|
* @param speed The speed of the wheels, from 0 to 5000
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||||||
|
*/
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||||||
|
void
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||||||
|
set_wheel_speed(uint32_t speed)
|
||||||
|
{
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||||||
|
g_motor_right.pwm.level = speed;
|
||||||
|
g_motor_left.pwm.level = speed;
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||||||
|
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||||||
|
pwm_set_chan_level(g_motor_right.pwm.slice_num,
|
||||||
|
g_motor_right.pwm.channel,
|
||||||
|
g_motor_right.pwm.level);
|
||||||
|
pwm_set_chan_level(g_motor_left.pwm.slice_num,
|
||||||
|
g_motor_left.pwm.channel,
|
||||||
|
g_motor_left.pwm.level);
|
||||||
|
}
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@ -19,14 +19,6 @@
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||||||
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||||||
#include "motor_config.h"
|
#include "motor_config.h"
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||||||
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||||||
// TODO: tune pid for both wheels again
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||||||
/*
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||||||
* ultimate gain Ku about 14, ultimate period Tu about 8 * 50 = 400ms
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||||||
* Ku = 14, Tu = 400ms,
|
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||||||
* Kp = 0.6 * Ku = 8.4
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||||||
* Ki = Kp / Tu = 0.021
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||||||
* Kd = Kp * Tu / 8 = 42
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||||||
*/
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||||||
motor_t g_motor_left = { .pwm.level = 0u,
|
motor_t g_motor_left = { .pwm.level = 0u,
|
||||||
.pwm.channel = PWM_CHAN_A,
|
.pwm.channel = PWM_CHAN_A,
|
||||||
.speed.distance_cm = 0.0f,
|
.speed.distance_cm = 0.0f,
|
||||||
|
@ -37,9 +29,9 @@ motor_t g_motor_left = { .pwm.level = 0u,
|
||||||
motor_t g_motor_right = { .pwm.level = 0u,
|
motor_t g_motor_right = { .pwm.level = 0u,
|
||||||
.pwm.channel = PWM_CHAN_B,
|
.pwm.channel = PWM_CHAN_B,
|
||||||
.speed.distance_cm = 0.0f,
|
.speed.distance_cm = 0.0f,
|
||||||
.pid.kp_value = 0.0f,
|
.pid.kp_value = 8.4f,
|
||||||
.pid.ki_value = 0.0f,
|
.pid.ki_value = 0.021f,
|
||||||
.pid.kd_value = 0.0f,};
|
.pid.kd_value = 42.0f,};
|
||||||
|
|
||||||
void
|
void
|
||||||
motor_init(void)
|
motor_init(void)
|
||||||
|
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@ -16,20 +16,20 @@
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||||||
* @return The control signal
|
* @return The control signal
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
float
|
float
|
||||||
compute_pid(const volatile motor_t *p_motor,
|
compute_pid(float *integral, float *prev_error)
|
||||||
float *integral,
|
|
||||||
float *prev_error)
|
|
||||||
{
|
{
|
||||||
float error = p_motor->speed.target_cms - p_motor->speed.current_cms;
|
float error
|
||||||
|
= g_motor_left.speed.distance_cm - g_motor_right.speed.distance_cm;
|
||||||
|
|
||||||
|
printf("error: %f\n", error);
|
||||||
|
|
||||||
*integral += error;
|
*integral += error;
|
||||||
|
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||||||
float derivative = error - *prev_error;
|
float derivative = error - *prev_error;
|
||||||
|
|
||||||
float control_signal
|
float control_signal = g_motor_right.pid.kp_value * error
|
||||||
= p_motor->pid.kp_value * error +
|
+ g_motor_right.pid.ki_value * (*integral)
|
||||||
p_motor->pid.ki_value * (*integral) +
|
+ g_motor_right.pid.kd_value * derivative;
|
||||||
p_motor->pid.kd_value * derivative;
|
|
||||||
|
|
||||||
*prev_error = error;
|
*prev_error = error;
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -37,45 +37,42 @@ compute_pid(const volatile motor_t *p_motor,
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void
|
void
|
||||||
motor_pid_task(void *p_param)
|
motor_pid_task(__unused void *p_param)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
motor_t *p_motor = p_param;
|
|
||||||
float integral = 0.0f;
|
float integral = 0.0f;
|
||||||
float prev_error = 0.0f;
|
float prev_error = 0.0f;
|
||||||
|
|
||||||
for (;;)
|
for (;;)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (p_motor->speed.target_cms == 0.0f)
|
if (g_motor_left.pwm.level == 0u)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
p_motor->pwm.level = 0;
|
g_motor_right.pwm.level = 0;
|
||||||
pwm_set_chan_level(p_motor->pwm.slice_num,
|
pwm_set_chan_level(g_motor_right.pwm.slice_num,
|
||||||
p_motor->pwm.channel,
|
g_motor_right.pwm.channel,
|
||||||
p_motor->pwm.level);
|
g_motor_right.pwm.level);
|
||||||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50));
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50));
|
||||||
continue;
|
continue;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
float control_signal = compute_pid(p_motor, &integral, &prev_error);
|
float control_signal = compute_pid(&integral, &prev_error);
|
||||||
|
|
||||||
if (p_motor->pwm.level + control_signal > MAX_SPEED)
|
float temp = (float) g_motor_right.pwm.level + control_signal;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (temp > MAX_SPEED)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
p_motor->pwm.level = MAX_SPEED;
|
temp = MAX_SPEED;
|
||||||
}
|
|
||||||
else if (p_motor->pwm.level + control_signal < MIN_SPEED)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
p_motor->pwm.level = MIN_SPEED;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else
|
|
||||||
{
|
|
||||||
p_motor->pwm.level = p_motor->pwm.level + control_signal;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// printf("control signal: %f\n", control_signal);
|
if (temp < MIN_SPEED)
|
||||||
// printf("new pwm: %hu\n\n", p_motor_speed->level);
|
{
|
||||||
|
temp = MIN_SPEED;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
pwm_set_chan_level(p_motor->pwm.slice_num,
|
g_motor_right.pwm.level = (uint16_t) temp;
|
||||||
p_motor->pwm.channel,
|
|
||||||
p_motor->pwm.level);
|
pwm_set_chan_level(g_motor_right.pwm.slice_num,
|
||||||
|
g_motor_right.pwm.channel,
|
||||||
|
g_motor_right.pwm.level);
|
||||||
|
|
||||||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50));
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50));
|
||||||
}
|
}
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||||||
|
|
|
@ -63,18 +63,13 @@ monitor_wheel_speed_task(void *pvParameters)
|
||||||
// circumference = 2 * pi * 3.25 cm = 20.4203522483 cm
|
// circumference = 2 * pi * 3.25 cm = 20.4203522483 cm
|
||||||
// distance = 20.4203522483 cm / 20 = 1.02101761242 cm
|
// distance = 20.4203522483 cm / 20 = 1.02101761242 cm
|
||||||
p_motor->speed.current_cms
|
p_motor->speed.current_cms
|
||||||
= (float) (1.02101761242f / (elapsed_time / 1000000.f));
|
= (float) (1021017.61242f / elapsed_time);
|
||||||
|
|
||||||
p_motor->speed.distance_cm += 1.02101761242f;
|
p_motor->speed.distance_cm += 1.02101761242f;
|
||||||
|
|
||||||
// printf("speed: %f cm/s\n", p_motor_speed->current_cms);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
p_motor->speed.current_cms = 0.f;
|
p_motor->speed.current_cms = 0.f;
|
||||||
// printf("stopped\n");
|
}
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// printf("distance: %f cm\n", p_motor_speed->distance);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
|
@ -6,42 +6,6 @@
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||||||
|
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||||||
#define WHEEL_SPEED_PRIO (tskIDLE_PRIORITY + 1UL)
|
#define WHEEL_SPEED_PRIO (tskIDLE_PRIORITY + 1UL)
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||||||
|
|
||||||
void
|
|
||||||
test_speed_change_task(void *p_param)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
for (;;)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
g_motor_left.speed.target_cms = 30.0f;
|
|
||||||
g_motor_right.speed.target_cms = 30.0f;
|
|
||||||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
|
|
||||||
|
|
||||||
g_motor_left.speed.target_cms = 20.0f;
|
|
||||||
g_motor_right.speed.target_cms = 20.0f;
|
|
||||||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
|
|
||||||
|
|
||||||
g_motor_left.speed.target_cms = 0.0f;
|
|
||||||
g_motor_right.speed.target_cms = 0.0f;
|
|
||||||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
|
|
||||||
|
|
||||||
set_wheel_direction(DIRECTION_LEFT_BACKWARD | DIRECTION_RIGHT_BACKWARD);
|
|
||||||
|
|
||||||
g_motor_left.speed.target_cms = 30.0f;
|
|
||||||
g_motor_right.speed.target_cms = 30.0f;
|
|
||||||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
|
|
||||||
|
|
||||||
g_motor_left.speed.target_cms = 20.0f;
|
|
||||||
g_motor_right.speed.target_cms = 20.0f;
|
|
||||||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
|
|
||||||
|
|
||||||
g_motor_left.speed.target_cms = 0.0f;
|
|
||||||
g_motor_right.speed.target_cms = 0.0f;
|
|
||||||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
|
|
||||||
|
|
||||||
set_wheel_direction(DIRECTION_LEFT_FORWARD | DIRECTION_RIGHT_FORWARD);
|
|
||||||
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void
|
void
|
||||||
launch()
|
launch()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
@ -55,6 +19,9 @@ launch()
|
||||||
|
|
||||||
irq_set_enabled(IO_IRQ_BANK0, true);
|
irq_set_enabled(IO_IRQ_BANK0, true);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Set wheel speed
|
||||||
|
set_wheel_speed(3000);
|
||||||
|
|
||||||
// Left wheel
|
// Left wheel
|
||||||
//
|
//
|
||||||
TaskHandle_t h_monitor_left_wheel_speed_task_handle = NULL;
|
TaskHandle_t h_monitor_left_wheel_speed_task_handle = NULL;
|
||||||
|
@ -65,13 +32,6 @@ launch()
|
||||||
WHEEL_SPEED_PRIO,
|
WHEEL_SPEED_PRIO,
|
||||||
&h_monitor_left_wheel_speed_task_handle);
|
&h_monitor_left_wheel_speed_task_handle);
|
||||||
|
|
||||||
TaskHandle_t h_motor_pid_left_task_handle = NULL;
|
|
||||||
xTaskCreate(motor_pid_task,
|
|
||||||
"motor_pid_task",
|
|
||||||
configMINIMAL_STACK_SIZE,
|
|
||||||
(void *)&g_motor_left,
|
|
||||||
WHEEL_SPEED_PRIO,
|
|
||||||
&h_motor_pid_left_task_handle);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Right wheel
|
// Right wheel
|
||||||
//
|
//
|
||||||
|
@ -91,15 +51,6 @@ launch()
|
||||||
WHEEL_SPEED_PRIO,
|
WHEEL_SPEED_PRIO,
|
||||||
&h_motor_pid_right_task_handle);
|
&h_motor_pid_right_task_handle);
|
||||||
|
|
||||||
// Test speed change
|
|
||||||
//
|
|
||||||
TaskHandle_t h_test_speed_change_task_handle = NULL;
|
|
||||||
xTaskCreate(test_speed_change_task,
|
|
||||||
"test_speed_change_task",
|
|
||||||
configMINIMAL_STACK_SIZE,
|
|
||||||
NULL,
|
|
||||||
WHEEL_SPEED_PRIO,
|
|
||||||
&h_test_speed_change_task_handle);
|
|
||||||
|
|
||||||
vTaskStartScheduler();
|
vTaskStartScheduler();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
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